JP2002249751A - 接合方法および接合装置 - Google Patents

接合方法および接合装置

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Takeshi Yamada
毅 山田
Masaki Hanada
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱硬化型ＡＣＦを用いて接合する際に発生す
る温度勾配を抑制し、新たな工程の付加を伴なうことな
く熱硬化型ＡＣＦを効率的に溶融、硬化できる技術を提
供する。 【解決手段】 ヒーターツールからの熱伝導によってシ
リコンチップ２１が補熱される。アレイ基板２３は近赤
外線３６の照射によって発生する輻射熱により自己発熱
する。また、熱硬化型ＡＣＦ２４は自己発熱したアレイ
基板２３からの熱伝導によって加熱される。さらに、熱
硬化型ＡＣＦ２４はアレイ基板２３を透過した近赤外線
３６の照射によって発生する輻射熱により自己発熱す
る。このとき、熱硬化型ＡＣＦ２４からシリコンチップ
２１に対して熱伝導が生じ、この伝導熱によってシリコ
ンチップ２１も所定の温度まで加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂材料に赤外線
を照射して加熱、硬化する接合方法に関し、特に熱硬化
型樹脂に赤外線照射して液晶表示パネルと駆動回路基板
とを接合するのに適した接合方法、装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ、その他各種モ
ニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目
覚ましい。この種の液晶表示装置は、一般に、液晶表示
パネルの背面に照明用の面状光源であるバックライトを
配設することにより、所定の広がりを有する液晶面を全
体として均一な明るさに照射することで、液晶面に形成
された画像を可視像化するように構成されている。液晶
表示装置は、液晶材料を２枚のガラス基板の間に封入し
て構成した液晶表示パネルと、液晶表示パネル上に実装
された液晶材料を駆動するためのプリント回路基板と、
液晶表示パネルの背面に液晶表示パネル保持フレームを
介して配置されるバックライト・ユニットと、これらを
覆う外枠フレームとを備えている。液晶表示装置の中で
ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）液
晶表示装置の場合、液晶表示パネルを構成するガラス基
板のうち一方のガラス基板はアレイ基板を構成し、他の
一方のガラス基板はカラーフィルタ基板を構成する。ア
レイ基板には、液晶材料の駆動素子であるＴＦＴ、表示
電極、信号線のほかに前記プリント回路基板と電気的に
接続するための引き出し電極などが形成されており、ガ
ラス基板上にＴＦＴが規則的に整列しているために、ア
レイ基板と称されている。カラーフィルタ基板には、カ
ラーフィルタのほかにコモン電極、ブラックマトリック
スなどが形成されている。プリント回路基板は、アレイ
基板に形成された引き出し電極とＴＡＢ（Tape Automat
ed Bonding）テープ・キャリア（以下、単にＴＡＢ）を
介して接続（実装）されるのが一般的である。そして、
ＴＡＢの入力リード導体はプリント回路基板の対応する
導体に例えばはんだにより接続される。一方、ＴＡＢの
出力リード導体はアレイ基板の対応する引き出し電極に
接続される。ＴＡＢの出力リード導体とアレイ基板の対
応する引き出し電極との接続には、従来からＡＣＦ（An
isotropic Conductive Film：異方性導電膜）あるいは
ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste：異方性導電ペ
ースト）が用いられている。ＴＡＢを用いる実装の他
に、ＣＯＧ（Chip On Glass）と呼ばれる実装技術があ
る。このＣＯＧは、アレイ基板上にＩＣシリコンチップ
（以下、シリコンチップ）をＡＣＦまたはＡＣＰにより
接合する技術である。
【０００３】ＡＣＦあるいはＡＣＰ（以下、両者をＡＣ
Ｆと総称する）は、接着剤としての樹脂中に導電材料か
らなる粒子を分散させたものであり、熱可塑性樹脂を接
着剤とする熱可塑型ＡＣＦと熱硬化型樹脂を接着剤とす
る熱硬化型ＡＣＦの２種類が存在する。熱可塑型ＡＣＦ
および熱硬化型ＡＣＦによる接合の手法は、加熱および
加圧を伴なう熱加圧を行なう点で一致する。この熱加圧
による接合手法の具体例を図６に基づいて説明する。図
６は、それぞれ偏光板１２６を設けたアレイ基板１２３
およびカラーフィルタ１２５とからなる液晶表示パネル
１２０のアレイ基板１２３上にシリコンチップ１２１を
ＡＣＦ１２４により接合するための装置主要構成を示し
ている。この接合装置は、ヒーターツール１１１および
バックアップブロック１１６から構成される。ヒーター
ツール１１１は内部に図示しない加熱ヒーターを内蔵し
ている。アレイ基板１２３上にシリコンチップ１２１を
接合する際には、図６に示すように、ヒーターツール１
１１およびバックアップブロック１１６間にてアレイ基
板１２３、シリコンチップ１２１およびＡＣＦ１２４を
狭持しつつ、ヒーターツール１１１を加熱する。このヒ
ーターツール１１１の加熱はシリコンチップ１２１を介
してＡＣＦ１２４に伝導される。この熱伝導によりＡＣ
Ｆ１２４は加熱、硬化される。加熱の方式としては、低
周波パルスの大電流をヒーターツール１１１自体に印加
することによって発生する金属の熱損を利用して瞬時に
発熱させるパルスヒート方式を採用する例もある。パル
スヒート方式は、温度・圧力プロファイルの自由度が大
きいという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
接合方法は、材料の熱膨張や収縮を考慮に入れた方法で
はないために、挟ピッチや挟額縁が必要とされる、特に
大型の液晶表示パネルでは様々な問題が発生している。
一つは、ポリイミド等によって形成されるＴＡＢ、シリ
コンチップ等によって形成される実装物を実装した場合
に、接着剤であるＡＣＦに接するアレイ基板とＴＡＢま
たはシリコンチップとの熱膨張後の収縮量の違いによっ
て実装むらが発生することである。この実装むらは、Ａ
ＣＦの接合力が強力であるほど発生の程度が大きい。特
に、シリコンチップの実装では、ＴＡＢと比較してチッ
プの剛性が高いため、はっきりとしたむらになって現れ
てくる。これが、大型高精細液晶表示パネルの実装技術
としてシリコンチップの実装が普及しない大きな要因と
なっている。ＴＡＢの実装では、ポリイミドの剛性がガ
ラスに比べて十分に小さいため、顕著な実装むらとして
は現れないが、シリコンチップの実装と同じ実装むらの
メカニズムをはらんでいる。図７は実装むらの発生メカ
ニズムを説明するための図である。図７(ａ)において、
ヒーターツール１１１は、ＴＡＢあるいはシリコンチッ
プ１２１を熱伝導により加熱するためのヒーターであ
る。シリコンチップ１２１は熱硬化型ＡＣＦ１２４を介
してアレイ基板１２３上に載置される。ここで、例えば
ＡＣＦ１２４を硬化するために必要な温度を２１０℃と
すると、ヒーターツール１１１の加熱温度は２５０℃程
度にする必要がある。このとき、アレイ基板１２３の下
面の温度は７０℃程度となる。つまり、シリコンチップ
１２１からアレイ基板１２３にかけて相当の温度勾配が
発生する。図７(ｂ)は、ＡＣＦ１２４を加熱した後の冷
却過程の状態を示す図である。さて、物体は温度が低下
すると収縮するが、その収縮量は温度変化前後の温度差
が大きいほど多くなる。シリコンチップ１２１について
は上部の矢印の方向に、またアレイ基板１２３も同様に
下部の矢印の方向に収縮することになる。なお、この矢
印の長さは、収縮量の大きさをも表している。図７(ｃ)
は、ＡＣＦ１２４が完全に硬化してシリコンチップ１２
１がアレイ基板１２３に接合された状態を示している。
このとき、シリコンチップ１２１の加熱温度よりもアレ
イ基板１２３の加熱温度のほうが低いので、シリコンチ
ップ１２１の収縮量が大きくなる。したがって、図７
(ｃ)に示すように、ＡＣＦ１２４によって拘束されたシ
リコンチップ１２１およびアレイ基板１２３に反りが生
じている。ここでは、シリコンチップ１２１の方が収縮
量が大きいので、シリコンチップ１２１を内側にした反
りが生じている。今後、液晶表示装置の薄型化に対応し
てアレイ基板１２３が薄くなり、または剛性の弱いガラ
スをアレイ基板１２３に用いるようになると、反り発生
は実装上の大きな問題となって提起されるおそれがあ
る。
【０００５】二つ目は、挟額縁化によってヒーターツー
ル１１１と液晶表示パネルの構成要素とが近づいたこと
により、カラーフィルタ１２５等がヒーターツール１１
１の加熱による損傷を受けてしまうことである。ＡＣＦ
１２４の硬化のための加熱温度は概ね１７０〜２３０℃
であるが、ヒーターツール１１１の加熱温度はこれより
３０〜４０℃程度高く設定される。従って、液晶表示パ
ネルの液晶材料、シール剤、カラーフィルタ顔料、偏光
板等に相当の熱が付与されてしまう。この熱は、液晶材
料、シール剤を変質させるおそれを含んでいる。
【０００６】ところで、特許第２５６８８５３号公報に
は、電磁波としての赤外線を照射することにより熱可塑
型ＡＣＦを硬化させる技術が開示されている。特許第２
５６８８５３号公報によれば、ＡＣＦを硬化させるため
の熱が赤外線をＡＣＦに照射することにより発生する。
このことは、以上で説明した問題点のいくつかを解消で
きる可能性を含んでいる。ところが、温度勾配による反
りの発生について有効な手法を開示していない。また、
温度を硬化点温度に持っていくだけで硬化させることが
できるという利点から、現在では熱可塑型ＡＣＦを用い
る接合手法から熱硬化型ＡＣＦを用いる接合手法に移行
している。
【０００７】また、赤外線を照射することによりＡＣＦ
を加熱、硬化する技術が特開平５-２０６２２０号公報
に開示されている。ところが、特開平５-２０６２２０
号公報に開示された技術は、ＡＣＦによる接合対象であ
るＴＣＰ(テープキャリアパッケージ)を予熱した後に赤
外線を照射し、そこで発生した熱によりＡＣＦを加熱し
ている。したがって、温度勾配の問題を含んでいる。ま
た、特開平５-２０６２２０号公報の技術は、ＴＣＰに
赤外線を吸収しやくするための黒色のカーボン材をコー
ティングしたり、ＡＣＦ内部に赤外線を吸収しやくする
ための同様のコーティング材を配合したりすることを要
求している。このことは、赤外線照射によるＡＣＦの加
熱効率が十分でないこと、さらに、コーティングあるい
はコーティング材の配合について特別の工程を新たに付
加する必要があることを示唆している。
【０００８】そこで本発明は、熱硬化型ＡＣＦを用いて
接合する際の反り発生を抑制することのできる技術を提
供することを目的とする。また本発明は、新たな工程の
付加を伴なうことなく熱硬化型ＡＣＦを効率的に硬化で
きる技術を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来の接合方法は、ＴＡ
Ｂまたはシリコンチップを熱伝導により加熱し、さらに
このＴＡＢまたはシリコンチップからの熱伝導によりＡ
ＣＦを加熱していた。熱伝導を用いてＡＣＦを加熱する
には、アレイ基板を熱伝導により加熱することも考えら
れる。しかし、ＴＡＢまたはシリコンチップに比べてア
レイ基板を構成するガラスは、熱伝導性が小さいため、
アレイ基板を加熱するよりＴＡＢまたはシリコンチップ
を加熱したほうがＡＣＦを効率よく加熱することができ
る。そのために、従来はＴＡＢまたはシリコンチップを
加熱していた。ところが、ＴＡＢまたはシリコンチップ
を加熱することは、温度勾配を助長することを意味して
いる。
【００１０】アレイ基板を前述のヒーターツールを用い
て伝導熱で加熱する場合には、その熱伝導性の低さから
ＡＣＦの効率的な加熱を実現することができない。しか
し、アレイ基板の特定の部分に電磁波を照射して自己発
熱させてその熱をＡＣＦに伝導させることにすれば、効
率的な加熱を実現できる。しかも、アレイ基板に照射さ
れた電磁波の一部がＡＣＦに到達すればＡＣＦにも自己
発熱が生じて、ＡＣＦの効率的な硬化を実現することが
できる。本発明は以上の知見に基づくものであり、第１
の部材と第２の部材との間に熱硬化型樹脂を配設するス
テップと、前記熱硬化型樹脂に電磁波を照射して前記熱
硬化型樹脂を加熱、硬化させることにより前記第１の部
材と前記第２の部材とを接合するステップと、を備え、
前記第２の部材は前記電磁波が照射された際にその一部
を吸収しかつ他の一部を透過する材質から構成され、か
つ前記第２の部材に照射された前記電磁波が透過して前
記熱硬化型樹脂に照射されることを特徴とする接合方法
である。本発明の接合方法において、電磁波、例えば赤
外線を第２の部材の所定領域に対して照射する。第２の
部材は、電磁波が照射された際にその一部を吸収しかつ
他の一部を透過する材質から構成されるから、電磁波の
吸収によって自己発熱する。この自己発熱による輻射熱
が熱硬化型樹脂の硬化のための熱源となる。また、第２
の部材を透過した電磁波は熱硬化型樹脂に照射され、や
はり熱硬化型樹脂は自己発熱する。つまり、本発明によ
れば熱硬化型樹脂は、第２の部材からの伝導熱および自
己の輻射熱により加熱されるから、効率的な加熱、硬化
を実現できる。本発明の接合方法を前述した液晶表示パ
ネルの実装方法に適用すると、第１の部材がＴＡＢまた
はシリコンチップに、また第２の部材がアレイ基板に該
当することになる。
【００１１】本発明の接合方法において、電磁波として
近赤外線を用いることが望ましい。また本発明におい
て、第１の部材を所定温度に加熱した後に、熱硬化型樹
脂に電磁波を照射することができる。これは熱硬化型樹
脂の加熱をより効率的に行なうため、または第１の部材
〜第２の部材における温度勾配を最小限にするために有
効である。
【００１２】また本発明は、ガラス基板上に熱硬化型樹
脂を介して他の部材を載置するステップと、前記ガラス
基板を介して前記熱硬化型樹脂に波長が８００〜１２０
０ｎｍの範囲にある近赤外線を照射するステップと、前
記近赤外線の照射により加熱された前記熱硬化型樹脂を
冷却、硬化するステップと、を備えたことを特徴とする
接合方法が提供される。本発明の接合方法において、近
赤外線の波長が８００〜１２００ｎｍの範囲にある場合
に熱硬化型樹脂における吸収効率が高く、熱硬化型樹脂
の硬化にとって望ましい。
【００１３】本発明の接合方法において、近赤外線をガ
ラス基板に照射すると、照射された近赤外線の一部はガ
ラス基板に吸収されてガラス基板が自己発熱し、近赤外
線の他の一部はガラス基板を透過して熱硬化型樹脂に照
射される。近赤外線が照射された熱硬化型樹脂は自己発
熱による輻射熱が発生する。したがって、熱硬化型樹脂
は、ガラス基板からの伝導熱および自己で生じた輻射熱
により加熱されるから、効率的な硬化が実現される。
【００１４】本発明の接合方法において、熱硬化型樹脂
を加熱した後に冷却する過程での温度制御が重要であ
る。熱硬化型樹脂は、加熱により硬化する特性を有して
いるが、硬化の反応が始まってすぐに完全に硬化するわ
けではない。所定の温度に加熱した後の冷却過程におい
てはある程度の可撓性を有しており、ガラス転移温度以
下の温度域で完全な硬化が達成される。したがって、ガ
ラス転移温度までの温度域では、図７を用いて説明した
反りが生じないか生じたとしても極わずかである。とこ
ろが、ガラス転移温度以下の温度域では、反りが顕著と
なる。ここで、シリコンチップ１２１とアレイ基板１２
３とでは、比熱に差異があるために同一の温度に加熱し
た後に放冷した場合の冷却の速度が異なる。具体的に
は、シリコンチップ１２１の方がアレイ基板１２３より
も速く冷却される。したがって、冷却過程でのシリコン
チップ１２１およびアレイ基板１２３の温度差を抑制す
ることが反り発生の防止にとって重要である。したがっ
て本発明は、第１の部材と第２の部材との間に熱硬化型
樹脂を配設するステップと、前記熱硬化型樹脂を硬化さ
せるために加熱するステップと、加熱された前記熱硬化
型樹脂を冷却するステップと、を備え、前記冷却するス
テップにおいて、前記第１の部材および前記第２の部材
の温度差を抑制するための温度差抑制処理を行なうこと
を特徴とする接合方法を提供する。
【００１５】本発明の接合方法において、温度差抑制処
理の具体的手法として、前記冷却するステップにおい
て、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一
方の冷却を抑制するか、または前記第１の部材または前
記第２の部材のいずれか一方の冷却を促進することがで
きる。もちろん、冷却の抑制および冷却の促進の両者を
実行することもできる。例えば、第１の部材をシリコン
チップ１２１、第２の部材をアレイ基板１２３とする
と、シリコンチップ１２１について冷却の促進を行なう
とともにアレイ基板１２３については冷却の制御を行な
うことにより、冷却過程におけるシリコンチップ１２１
およびアレイ基板１２３の温度差を抑制することができ
る。そして、温度差抑制処理を行なうにあたって、前記
第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方の温
度を検出し、検出された温度に基づいて温度差抑制処理
を行なうことができる。この温度検出は、第１の部材、
第２の部材から直接検出してもよいし、間接的に検出し
てもよい。
【００１６】本発明の接合方法において、前記第１の部
材および前記第２の部材のうちで熱容量の大きな部材の
冷却を促進し、熱容量の小さな部材の冷却を抑制するこ
とができる。このように、熱容量を考慮した上での冷却
の促進や抑制等の温度差抑制処理を行なうことができ
る。また、本発明の接合方法において、前記冷却するス
テップにおける温度差抑制処理は、前記加熱するステッ
プにより加熱された温度から前記熱硬化型樹脂のガラス
転移温度までの温度範囲において、前記第１の部材と前
記第２の部材との収縮量を均等にすることができる。そ
うすることによって、冷却時にガラス転移温度の範囲に
達したときに前記第１の部材と前記第２の部材との温度
差がなくなり、結果としてガラス転移温度以下での前記
第１の部材と前記第２の部材との収縮量の差が発生しな
いようにする温度差抑制処理を行なうことができる。
【００１７】以上の本発明による接合方法を実現する以
下の装置を本発明は提供する。すなわち本発明の接合装
置は、熱硬化型樹脂からなる接着剤を加熱、硬化して被
接合体としての第１の部材および第２の部材との接合を
行なう接合装置であって、前記接着剤を加熱するための
近赤外線を発生する光源と、前記光源から発生した近赤
外線を透過する近赤外線透過領域を有しかつ前記被接合
体を支持する支持台と、前記第１の部材および／または
前記第２の部材を加熱するための加熱器と、前記第１の
部材および／または前記第２の部材を冷却するための冷
却機構とを備えたことを特徴とする。ここでこの加熱器
は、冷却過程で第１の部材の冷却を抑制することによ
り、冷却過程における第１の部材と第２の部材との温度
差を抑制することができる。また本発明の接合装置にお
ける冷却機構は、第２の部材の加熱をきらう部分の加熱
を阻止するため、さらには第２の部材を冷却し、冷却過
程における第１の部材と第２の部材との温度差を抑制す
ることができる。本発明の接合装置によれば、近赤外線
を透過する領域を有する支持台を備えている。したがっ
て、その支持台によって接合すべき部材、例えば熱硬化
型ＡＣＦを介してＴＡＢまたはシリコンチップを載置し
たアレイ基板を支持した状態で、その支持台の近赤外線
透過領域を介して接着剤としての熱硬化型ＡＣＦに近赤
外線を照射することができる。
【００１８】本発明の接合装置においては、支持台の近
赤外線透過領域を透過した近赤外線が接着剤に照射さ
れ、その照射により輻射熱を発生させることができる。
また本発明の接合装置は、第１の部材と近赤外線を透過
する材料から構成される第２の部材との間に接着剤とし
ての熱硬化型樹脂を配設した状態で熱硬化型樹脂に近赤
外線を照射するものであり、第２の部材を支持台に面し
て載置し、支持台の近赤外線透過領域を透過した近赤外
線が第２の部材をさらに透過して熱硬化型樹脂に照射さ
れ、その照射により輻射熱が発生することにより前記熱
硬化型樹脂が加熱される構成とすることができる。また
本発明の接合装置において、光源から照射された近赤外
線の照射領域を規制するシャッタを備えることができ
る。必要な場所にのみ近赤外線を照射するために有効で
ある。
【００１９】本発明の接合方法の具体的適用例として、
液晶表示パネルにおける実装がある。したがって本発明
は、シリコンチップとガラス基板との間に熱硬化型樹脂
を配設するステップと、前記シリコンチップを所定温度
に加熱するステップと、前記ガラス基板に近赤外線を照
射して、前記ガラス基板および前記ガラス基板を透過し
た近赤外線によって前記熱硬化型樹脂を加熱するステッ
プと、加熱された前記シリコンチップ、前記熱硬化型樹
脂および前記ガラス基板とを、所定の温度域における前
記シリコンチップと前記ガラス基板との温度差を抑制す
るように冷却するステップとを備えたことを特徴とする
接合方法を提供する。
【００２０】本発明の接合方法において、前記所定の温
度域を、前記熱硬化型樹脂の硬化反応が終了する温度近
傍とすることが望ましい。また本発明において、前記冷
却するステップは、前記シリコンチップの冷却を抑制す
るとともに前記ガラス基板の冷却を促進することによ
り、前記シリコンチップと前記ガラス基板との温度差を
抑制することができる。
【００２１】本発明の接合方法において、前記熱硬化型
樹脂の硬化反応が終了する温度近傍において、前記シリ
コンチップと前記ガラス基板との温度差を実質的に０と
することが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明による実施の形態を添
付図面に基づき説明する。まず、図１に示した本実施の
形態におけるパネル実装装置の構成について説明する。
図１に示すパネル実装装置は、液晶表示パネル２０にシ
リコンチップ２１を実装するための装置である。ここ
で、液晶表示パネル２０は、偏光板２６が下面に配設さ
れたアレイ基板２３と偏光板２６が上面に配設されたカ
ラーフィルタ２５とが所定の間隔を隔てて積層されたも
のである。シリコンチップ２１の下面にはＡｕからなる
バンプ２２が形成されている。このバンプ２２は、シリ
コンチップ２１とアレイ基板２３上に形成された引き出
し電極（図示せず）との電気的な接続を実現する。シリ
コンチップ２１とアレイ基板２３との接合は、熱硬化型
ＡＣＦ２４によって行なわれる。図１に示すパネル実装
装置は、シリコンチップ２１の加熱および加圧を行なう
加熱・加圧機構１０と、近赤外線３６を照射するための
近赤外線照射機構３０と、熱硬化型ＡＣＦ２４の硬化の
ために発生した熱を冷却するための冷却機構とによって
構成される。
【００２３】加熱・加圧機構１０は、加圧ブロック１１
と、断熱材１２と、ヒーターツール１３と、圧力緩衝材
１４と、工業用石英ガラスからなる保持ブロック１５
と、バックアップブロック１６とから構成される。加圧
ブロック１１は、実装物であるシリコンチップ２１をア
レイ基板２３に対して圧着するためのブロックである。
加圧ブロック１１には、線膨張係数の小さい焼き入れ特
殊鋼を使用することが望ましい。断熱材１２は、ヒータ
ーツール１３と加圧ブロック１１を熱的に遮断する。さ
らに詳しくは、加圧ブロック１１や、加圧ブロック１１
を駆動させるための機構に対して熱膨張による歪みを与
えないようにするためのものであり、多孔質セラミック
を使用することができる。しかし、高剛性で断熱性が高
く、変形や歪みの少ない材質のものであれば、他の材質
を用いることもできる。
【００２４】ヒーターツール１３は、シリコンチップ２
１を予熱し、または補熱するための加熱手段である。な
お、予熱および補熱については追って詳しく説明する。
このヒーターツール１３は、中心に面状の蒸着ヒーター
を形成した小型のコンスタント・ヒーターである。その
基体には、加熱冷却の反応が早く、高剛性で熱や圧力に
よる歪みの小さなセラミックスを使用することが望まし
い。ヒーターツール１３と被加熱物であるシリコンチッ
プ２１の間には圧力緩衝材１４が設けられている。圧力
緩衝材１４は、高さばらつきに対する緩衝能力をある程
度備えたＴＡＢをアレイ基板２３に接合する場合には必
要性が小さい。しかし、シリコンチップ２１とアレイ基
板２３のように高剛性の材料同士の接合においては、各
々の接合面におけるうねりによって相互の面精度を確保
できない。その場合には、シリコンチップ２１とアレイ
基板２３との間で圧力の不均一が生じ、それが原因とな
って接続不良が発生する。圧力緩衝材１４はこの接続不
良を回避するためのものであり、その弾性によって圧着
面に対して均一な面圧力を加えることができるものであ
ればよい。具体的な材質としては、シリコンゴムをベー
スとしたものや、アラミド・テープまたはポリイミド・
フィルム(例えばデュポン社のカプトン)等を使用するこ
とができる。
【００２５】加熱・加圧機構１０には、液晶表示パネル
２０を直接支持する支持ブロック１５および支持ブロッ
ク１５を支持するバックアップブロック１６が設けられ
ている。支持ブロック１５は工業用石英ガラスから構成
されており、下方から照射された近赤外線３６は支持ブ
ロック１５を透過してアレイ基板２３に到達することが
できる。工業用石英ガラスとしては、近赤外線３６を透
過するとともに熱伝導の小さなものが望ましく、例えば
「パイレックス」（商品名）を採用することができる。
バックアップブロック１６は、熱伝導性が良好でかつ線
膨張係数の小さい高剛性の金属を用いることが望まし
い。
【００２６】次に、近赤外線照射機構３０について説明
する。近赤外線照射機構３０は、近赤外線３６の光源で
あるランプ３１と、ランプ３１から発光された近赤外線
３６を受光しかつ反射する反射鏡３２と、反射鏡３２か
ら反射された光を通過させるシャッターマスク３３と、
ランプ３１からの近赤外線３６の照射を制御するＩ／Ｒ
(Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙｓ)ユニットコントローラ３
４と、熱交換器３５とから構成される。ランプ３１から
発光された近赤外線３６は反射鏡３２および支持ブロッ
ク１５を介してアレイ基板２３および熱硬化型ＡＣＦ２
４に対して照射される。この近赤外線３６は後に詳しく
説明するように波長が８００〜１２００ｎｍの範囲とす
ることが望ましい。本実施の形態においては、ランプ３
１として石英ガラス管の中心にフィラメントを配置し、
不活性ガスとしてハロゲンを封入したクォーツ赤外線ハ
ロゲンランプを用いる。パラボラ状の反射面をもつ反射
鏡３２は前述のようにランプ３１から発せられた近赤外
線３６を反射する。そのために、反射鏡３２の焦点上に
ランプ３１を配置する。シャッターマスク３３には所定
幅のスリットが形成されている。したがって、このスリ
ットを通過した近赤外線３６のみがアレイ基板２３に照
射される。つまり、アレイ基板２３のうち接合のための
加熱が必要となる部分のみに近赤外線３６を照射する機
能をシャッターマスク３３は有している。シャッターマ
スク３３のスリットの形状、サイズは特に限定されず、
加熱が必要となる部分の形状、面積に合わせて適宜設定
すればよい。もちろん、複数の異なるシャッターマスク
３３を用意して、接合対象ごとに交換することもでき
る。また、シャッターマスク３３の材質は、赤外線を吸
収しないステンレス鋼、アルミニウム或いはクロムメッ
キを施したガラス等を用いることができる。Ｉ／Ｒユニ
ットコントローラ３４は、近赤外線３６を生成するとと
もにランプ３１から発光される近赤外線３６の出力を一
定に保つための手段である。そのために、Ｉ／Ｒユニッ
トコントローラ３４には、ランプ３１のフィラメントに
流れる電流を制御して適切な温度プロファイルを得るた
めの制御回路と電源とが組み込まれる。熱交換器３５は
近赤外線照射機構３０全体を循環式冷却装置に組み込ん
だ冷却機構である。
【００２７】次に、本実施の形態による実装装置で発生
した熱を冷却するための冷却機構について説明する。冷
却機構は、冷却ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、ヒート
シンク４２および冷却フィン４３とから構成される。冷
却ノズル４１ａは、ヒーターツール１３によって発生し
た熱が圧力緩衝材１４を介して偏光板２６に伝導するの
を防止するために設けてある。また、冷却ノズル４１ｂ
および４１ｃは、近赤外線３６が照射されることにより
アレイ基板２３にて発生した熱がカラーフィルタ２５や
偏光板２６に伝導することを防止するために設けてあ
る。カラーフィルタ２５や偏光板２６が所定温度以上に
加熱されると、変形、変質が生ずることがある。また、
偏光板２６以外の周辺部材が当該熱によって変質するこ
とを防ぐ効果も奏する。冷却ノズル４１ａ、４１ｂ、４
１ｃはその先端から冷却用の気体を噴出することによっ
て前述した冷却目的を達成する。噴出する気体として
は、その目的を達成できるものであれば、冷却されたも
のでも常温のものでも構わない。ヒートシンク４２は、
近赤外線３６をアレイ基板２３に照射することにより発
生した熱が、アレイ基板２３の下部に配設された偏光板
２６に伝導するのを防止するために設けてある。また、
冷却フィン４３は、前述した近赤外線照射機構３０で発
生した熱を外部に放射するためのものである。
【００２８】ヒーターツール１３には冷却孔４４ａが、
また支持ブロック１５には冷却孔４４ｂおよび４４ｃが
形成されている。したがって、冷却孔４４ａ〜４４ｃも
冷却機構を構成する。冷却孔４４ａに冷却媒体を供給す
ることによりヒーターツール１３を、また冷却孔４４
ｂ、４４ｃに冷却媒体を供給することにより支持ブロッ
ク１５を冷却する。これらの冷却孔４４ａ、４４ｂ、４
４ｃに供給する冷却媒体は限定されないが、制御のし易
さおよび装置構造の容易性等を考慮すると空気が望まし
い。ヒーターツール１３の温度を温度センサ４５ａによ
って、また、支持ブロック１５の温度を温度センサ４５
ｂによって検出する。尚、この温度センサ４５ａ、４５
ｂによる温度は、シリコンチップ２１やアレイ基板２３
の温度を直接検出してもよいし、ヒーターツール１３や
支持ブロック１５を介して、間接的に検出してもよいも
のとする。この温度センサ４５ａ、４５ｂからの温度情
報に応じて冷却孔４４ａ、４４ｂ、４４ｃに供給する空
気の流速を変化させることによりヒーターツール１３、
支持ブロック１５における温度プロファイルを制御す
る。この温度プロファイルの制御は、シリコンチップ２
１およびアレイ基板２３の温度を制御することを意味す
る。また、冷却孔４４ｂ,４４ｃは、放冷によってシリ
コンチップ２１が急激に冷え、アレイ基板２３との間に
発生する温度差を抑制する。つまり、アレイ基板２３の
冷却を促進することによって温度差を抑制し、後に詳し
く説明する収縮量の違いによる反りの発生問題を解決す
ることができる。
【００２９】次に、図１および図２に示すフローチャー
トを用いて本実施の形態における実装のプロセスを説明
する。まず、実装物および被実装物をパネル実装装置に
セットする。つまり、アレイ基板２３上に熱硬化型ＡＣ
Ｆ２４を介してシリコンチップ２１を載置した状態で液
晶表示パネル２０を支持ブロック１５上にセットする。
また、加圧ブロック１１に取り付けられたヒーターツー
ル１３を圧力緩衝材１４を介してシリコンチップ２１に
接触させる (図２中ではＳ１０１と記す。以下同じ)。
【００３０】次に、ヒーターツール１３を加熱する。す
ると、シリコンチップ２１は圧力緩衝材１４を介する熱
伝導により加熱される(図２ Ｓ１０２)。この加熱を予
熱と呼ぶことにする。シリコンチップ２１を予熱するこ
とにより、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にか
けての温度勾配を少なくすることができる。この予熱
は、熱伝導加熱によるものである。熱伝導加熱とは、加
熱された物質に接する分子がその熱エネルギーによって
励起されて発熱する現象である。つまり、外部からの温
度、即ち熱エネルギーの移動によって発熱するのが熱伝
導である。本実施の形態における熱伝導加熱は、ヒータ
ーツール１３で発生した熱エネルギーによってシリコン
チップ２１を構成する分子が励起されて発熱することに
よるものである。この熱が次々に隣接する分子を励起し
ていき、シリコンチップ２１全体が加熱される。また、
シリコンチップ２１から熱硬化型ＡＣＦ２４に熱伝導が
生じ、熱硬化型ＡＣＦ２４も加熱される。このヒーター
ツール１３による熱伝導加熱は圧力緩衝材１４を介して
行なわれるため、圧力緩衝材１４も加熱される。加熱さ
れた圧力緩衝材１４内でも熱伝導加熱が発生し、圧力緩
衝材１４全体に拡がろうとする。しかしながら、本実施
の形態では、冷却ノズル４１ａより噴出される冷却用の
気体によって冷却される。したがって、ヒーターツール
１３からの熱伝導加熱によって圧力緩衝材１４に伝えら
れた熱が、カラーフィルタ２５上に配設された偏光板２
６を変形、変質させるという問題を回避できる。
【００３１】予熱によりシリコンチップ２１が所定の温
度に達したならば、ランプ３１から近赤外線３６を発光
する（図２ Ｓ１０３）。反射鏡３２の焦点に配置され
たランプ３１から発光された近赤外線３６は、反射鏡３
２によって反射および集光される。この、反射および集
光された近赤外線３６は、シャッターマスク３３によっ
てアレイ基板２３のうちの接合を必要とする部分以外へ
の近赤外線３６の透過が遮蔽され、アレイ基板２３に達
する。アレイ基板２３に達した近赤外線３６の一部はア
レイ基板２３に吸収されるが、他の一部はアレイ基板２
３を透過して熱硬化型ＡＣＦ２４に達する。
【００３２】ここで、アレイ基板２３に近赤外線３６が
照射されると輻射熱が瞬時に発生する。輻射熱とは、物
質にある種の電磁波(マイクロ波)を輻射することによっ
て、物質の分子間結合が緩み、分子が励起された状態に
なって発熱する現象である。電磁波の波長は、物質の分
子結合構造によって固有の値を取ることが知られてい
る。アレイ基板２３において発生した輻射熱は、近赤外
線３６が照射された部分以外にも伝導しようとする。し
かしながら、本実施の形態では、ヒートシンク４２によ
ってこの伝導熱は常に放熱されるし、また冷却ノズル４
１ｂおよび４１ｃより噴出される冷却用の気体によって
冷却される。このように放熱および冷却を行なうことに
より、アレイ基板２３で発生した輻射熱によってアレイ
基板２３の下部に配設された偏光板２６を変形させまた
は焦がしたりすることはない。また、偏光板２６以外に
もカラーフィルタ２５に熱が伝導して変質することをも
防ぐことができる。
【００３３】ここで、本実施の形態は近赤外線３６を用
いている点に特徴を有する。従来の熱硬化型ＡＣＦは波
長の短い可視光や紫外光の方が吸収率は高いものであっ
た。しかしながら、輻射熱を発生させるための熱源とし
ては、近赤外光が扱いやすく容易に制御することができ
る。また熱勾配を抑えるために、ガラスで形成されたア
レイ基板２３での発熱が必要になる。これらの理由によ
り、本実施の形態においては近赤外線、特に波長が８０
０〜１２００ｎｍの範囲にある近赤外線３６を使用す
る。そして、アレイ基板２３を透過して熱硬化型ＡＣＦ
２４に達した近赤外線３６は、熱硬化型ＡＣＦ２４で輻
射熱を発生させて熱硬化型ＡＣＦ２４を効率よく加熱す
ることができる。一方で、アレイ基板２３で発生した輻
射熱は、接触している熱硬化型ＡＣＦ２４に伝導する。
つまり、熱硬化型ＡＣＦ２４はアレイ基板２３からの熱
伝導加熱によって加熱される。このようにして熱硬化型
ＡＣＦ２４は、近赤外線３６の照射による輻射熱加熱
と、アレイ基板２３からの熱伝導加熱とを同時に受ける
ことができる。
【００３４】以上のように、熱硬化型ＡＣＦ２４自身で
生じた輻射熱およびアレイ基板２３からの伝導熱によっ
て熱硬化型ＡＣＦ２４は加熱される(図２ Ｓ１０４)。
熱硬化型ＡＣＦ２４が所定の温度まで加熱されたなら
ば、近赤外線３６の照射を終了する。次に、加圧ブロッ
ク１１によってシリコンチップ２１に圧力を付与するこ
とにより、シリコンチップ２１とアレイ基板２３を圧着
させる(図２ Ｓ１０５)。その後、シリコンチップ２
１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３はそれぞ
れ室温まで冷却される（図２ Ｓ１０６）。ここで、シ
リコンチップ２１とアレイ基板２３を構成するガラス
は、ほぼ同じ温度に対する収縮量が均等であるため、温
度差が生じなければ収縮量を均等にすることができる。
よって、この冷却過程において、シリコンチップ２１の
収縮量とアレイ基板２３の収縮量とを均等にするため
に、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との間に温度
差が生じないようにする。熱硬化型ＡＣＦ２４の硬化後
には、シリコンチップ２１とアレイ基板２３は熱硬化型
ＡＣＦ２４に含まれる導電粒子によって電気的に導通す
る。
【００３５】本実施の形態によれば、シリコンチップ２
１を予熱し、しかも熱硬化型ＡＣＦ２４の加熱にアレイ
基板２３で生じた輻射熱を利用している。そのために、
シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度
勾配を抑制することができる。図３を参照しつつこのこ
とについて詳しく説明する。アレイ基板２３自体に近赤
外線３６の照射による輻射熱が発生するから、アレイ基
板２３には厚さ方向の温度勾配が生じないか、生じたと
してもわずかである。温度勾配が生じないとしたときの
アレイ基板２３の表裏面における温度を、図３(ａ)に示
すように、Ｔ１とする。また、熱硬化型ＡＣＦ２４は、
これに接するアレイ基板２３を透過した近赤外線３６の
輻射熱によって加熱され、さらにアレイ基板２３からの
伝導熱により加熱されるから、その温度はアレイ基板２
３の温度と同等とみなすことができる。つまり、熱硬化
型ＡＣＦ２４の表裏面の温度もＴ１となる。さらに、シ
リコンチップ２１は予熱されており、この予熱温度Ｔ２
をＴ１との差が最小となるように設定することが可能で
ある。ここで、熱硬化型ＡＣＦ２４からシリコンチップ
２１に対して熱伝導が生じるから、この伝導熱によるシ
リコンチップ２１の加熱を考慮して予熱温度を設定す
る。以上のように、シリコンチップ２１をヒーターツー
ル１３により予熱する一方、熱硬化型ＡＣＦ２４自身の
輻射熱による加熱およびアレイ基板２３の輻射熱に基づ
く伝導熱による加熱を行なうことによって、シリコンチ
ップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を少な
くすることができる。これに対して、従来はヒーターツ
ール１１１による伝導熱を用いるのみだったので、シリ
コンチップ１２１からアレイ基板１２３にかけて大きな
温度勾配が生じていた。
【００３６】図３(ｂ)は、加熱後の冷却過程を示す図で
ある。冷却当初は、図３(ａ)の説明で述べたように、シ
リコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾
配は小さい。そして、後述するように冷却過程における
シリコンチップ２１およびアレイ基板２３の温度差を小
さくすることにより、図３（ｂ）の矢印で示すように、
シリコンチップ２１の収縮量とアレイ基板２３の収縮量
を均等とすることができる。収縮量が均等であると、図
３(ｃ)に示すように、シリコンチップ２１を実装したア
レイ基板２３の反り発生を抑制することができる。
【００３７】次に、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣ
Ｆ２４およびアレイ基板２３の加熱時の挙動を図４に基
づいて詳しく説明する。図４において、白の矢印は熱伝
導の方向を、点線の矢印は近赤外線３６を表している。
また、各部の色は温度を表しており、色が濃いほど温度
が高いことを示している。まず図４(ａ)に示すように、
図示しないヒーターツール１３からの熱伝導によってシ
リコンチップ２１や熱硬化型ＡＣＦ２４が予熱される。
次に図４(ｂ)に示すように、アレイ基板２３は近赤外線
３６の照射によって発生する輻射熱により自己発熱す
る。さらに図４(ｃ)に示すように、熱硬化型ＡＣＦ２４
はアレイ基板２３を透過した近赤外線３６の照射によっ
て発生する輻射熱により自己発熱する。またさらに図４
(ｄ)に示すように、熱硬化型ＡＣＦ２４は自己発熱した
アレイ基板２３からの熱伝導によって加熱される。この
とき、図４(ｅ)に示すように熱硬化型ＡＣＦ２４からシ
リコンチップ２１に対して熱伝導が生じ、この伝導熱に
よってシリコンチップ２１も所定の温度まで加熱され
る。
【００３８】ここで、シリコンチップ２１はアレイ基板
２３を形成するガラスに比べて容易に温度が上昇するの
で、アレイ基板２３よりシリコンチップ２１を所定温度
まで加熱するほうが加熱効率がよい。よって、シリコン
チップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を小
さくするために、ヒーターツール１３によりシリコンチ
ップ２１を予熱することが、温度勾配抑制効果の向上に
有効である。また、自己発熱したアレイ基板２３からの
伝導熱および熱硬化型ＡＣＦ２４の自己発熱、さらには
ヒーターツール１３による予熱を用いることは、高効率
で均一な加熱を実現する。
【００３９】本実施の形態におけるヒーターツール１３
による予熱は、従来のヒーターツール１１１のみによっ
て熱硬化型ＡＣＦ１２４を加熱する場合に比べて低温で
足りるとともに、冷却ノズル４１ａによって冷却を行な
っているため、偏光板２６に対する熱の影響を阻止する
ことができる。さらに、冷却ノズル４１ｂ，４１ｃ、ヒ
ートシンク４２、冷却孔４４ａ，４４ｂ，４４ｃを設け
ることにより、液晶表示パネル２０に対する熱的な影響
を最小限に抑えることができる。さらにまた、圧力緩衝
材１４を設けたことにより、シリコンチップ２１のアレ
イ基板２３への加圧を均一に行なうことができる。
【００４０】次に、冷却時の挙動を図５を参照しつつ詳
しく説明する。前述のように、熱硬化型樹脂は、加熱に
より硬化する特性を有しているが、硬化の反応が始まっ
てすぐに完全に硬化するわけではない。所定の温度であ
る硬化点温度に加熱した後の冷却過程においてはある程
度の可撓性を有しており、ガラス転移温度以下の温度域
で完全な硬化が達成される。したがって、ガラス転移温
度までの温度域では、図７を用いて説明した反りが生じ
ないか生じたとしても極わずかである。ところが、ガラ
ス転移温度以下の温度域では、反りが顕著となる。そこ
で、繰り返しになるが、本実施の形態では、冷却過程で
の、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との温度差を
抑制することが重要となる。
【００４１】図５において、実線の白抜きの矢印はヒー
ターツール１３による補熱を、また点線の白抜きの矢印
は冷却孔４４ｂ,４４ｃによる冷却を表している。また
図４と同様に、各部の色は温度の表しており、色が濃い
ほど温度が高いことを示している。まず図５(ａ)に示す
ように、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およ
びアレイ基板２３は最高加熱温度まで加熱されている。
ここで、放冷したとすると、シリコンチップ２１は比熱
が小さいためにアレイ基板２３よりも冷却が速く進行す
る。したがって、シリコンチップ２１とアレイ基板２３
との収縮量に差異が生じ、反りが発生する。そこで本実
施の形態では、シリコンチップ２１の急激な冷却を防ぐ
ためにヒーターツール１３によってシリコンチップ２１
を加熱する。この加熱が補熱である。一方、ガラスで形
成されたアレイ基板２３は、シリコンチップ２１に比べ
て冷却が遅いので、冷却孔４４ｂ,４４ｃに空気を流通
することによりアレイ基板２３の冷却を促進して、シリ
コンチップ２１との温度差を抑制する。以上の温度差を
抑制するためのシリコンチップ２１の補熱およびアレイ
基板２３の冷却促進を行ないながら、図５(ｂ)に示すよ
うに、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４および
アレイ基板２３の冷却が進行する。そして、温度差を抑
制するための補熱および冷却促進を継続したまま、図５
（ｃ）に示すように、シリコンチップ２１、熱硬化型Ａ
ＣＦ２４およびアレイ基板２３は、室温まで冷却され
る。本実施の形態では、このように、冷却過程におい
て、シリコンチップ２１およびアレイ基板２３の温度差
を抑制する、望ましくは温度差を実質的に０とする処理
を行なっているため、反りの発生を防止することができ
る。
【００４２】以上の例では、シリコンチップ２１の補熱
およびアレイ基板２３の冷却促進からなる温度差抑制の
処理を、冷却過程全般にわたって行なっている。しか
し、これまでの説明から理解できるように、熱硬化型Ａ
ＣＦ２４を構成する熱硬化型樹脂がその冷却過程でその
硬化反応が終了するガラス転移温度あるいはその近傍で
の制御が特に重要である。したがって、ガラス転移温度
を相当超える温度域では、必ずしも温度差抑制のための
処理は必要ではない。もっとも、過度に温度差が生じて
しまった後に、温度差を抑制することは容易ではないの
で、本実施の形態のように、温度差抑制の処理を当初か
ら行なうことが望ましい。当初から温度制御を行なう
と、ガラス転移温度までの冷却過程においてシリコンチ
ップ２１とアレイ基板２３の収縮量を均等にすることが
でき、さらにガラス転移温度以下の温度域でもシリコン
チップ２１とアレイ基板２３の収縮量を均等にすること
ができる。また、以上の実施の形態では、接合する部材
として、シリコンチップ２１およびアレイ基板２３を例
にしたが、本発明はこれに限定されず、他の材質からな
る部材に普遍的に適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接合する各部材間の温度勾配を小さくすることができる
から、反りの発生を抑制できる。また、近赤外線の照射
により発生する輻射熱加熱および熱伝導加熱を利用する
ことによって、熱硬化型樹脂の硬化反応を促進すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態におけるパネル実装装置を示す
図である。
【図２】 本実施の形態において実装物と被実装物を接
合するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図３】 本実施の形態における温度勾配と熱膨張を示
すための図である。
【図４】 本実施の形態による加熱時の効果を説明する
ための図である。
【図５】 本実施の形態による冷却時の効果を説明する
ための図である。
【図６】 従来の接合方法を概略的に説明するための図
である。
【図７】 従来の接合方法における温度勾配と熱膨張の
違いによる収縮時のむらのメカニズムを説明するための
図である。
【符号の説明】
１１…加圧ブロック、１２…断熱材、１３…ヒーターツ
ール、１４…圧力緩衝材、１５…支持ブロック、１６…
バックアップブロック、２１…シリコンチップ、２２…
ＩＣチップＡｕバンプ、２３…アレイ基板、２４…熱硬
化型ＡＣＦ(異方性導電フィルム)、２５…カラーフィル
タ(ＣＦ：Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ)、２６…偏光板(Ｐ
ｏｌａｒｉｚｅｒ)、３１…ランプ、３２…反射鏡、３
３…シャッターマスク、３４…Ｉ／Ｒ(Ｉｎｆｒａｒｅ
ｄ Ｒａｙｓ)ユニットコントローラ、３５…熱交換器、
３６…近赤外線、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…冷却ノズ
ル、４２…ヒートシンク、４３…冷却フィン、４４ａ，
４４ｂ，４４ｃ…冷却孔、４５ａ，４５ｂ…温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 繁隆 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 山田 毅 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 花田 正喜 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 Ｆターム(参考） 4J040 DN071 EL051 JB02 LA02 MA04 MA05 MB03 NA20 PA30 PA32 PB05 PB06 PB07

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の部材と第２の部材との間に熱硬化
    型樹脂を配設するステップと、 前記熱硬化型樹脂に電磁波を照射することにより前記熱
    硬化型樹脂を加熱、硬化させることにより前記第１の部
    材と前記第２の部材とを接合するステップと、を備え、 前記第２の部材は前記電磁波が照射された際にその一部
    を吸収しかつ他の一部を透過する材質から構成され、か
    つ前記第２の部材に照射された前記電磁波が透過して前
    記熱硬化型樹脂に照射されることを特徴とする接合方
    法。
  2. 【請求項２】 前記第２の部材に照射された前記電磁波
    の吸収により前記第２の部材に生じた輻射熱が前記熱硬
    化型樹脂に伝導して前記熱硬化型樹脂を加熱することを
    特徴とする請求項１に記載の接合方法。
  3. 【請求項３】 前記第２の部材を透過して前記熱硬化型
    樹脂に照射された前記電磁波により前記熱硬化型樹脂に
    輻射熱が発生することを特徴とする請求項１に記載の接
    合方法。
  4. 【請求項４】 前記電磁波が近赤外線であることを特徴
    とする請求項１に記載の接合方法。
  5. 【請求項５】 前記第１の部材を所定温度に加熱した後
    に、前記熱硬化型樹脂に電磁波を照射することを特徴と
    する請求項１に記載の接合方法。
  6. 【請求項６】 ガラス基板上に熱硬化型樹脂を介して他
    の部材を載置するステップと、 前記ガラス基板を介して前記熱硬化型樹脂に波長が８０
    ０〜１２００ｎｍの範囲にある近赤外線を照射するステ
    ップと、 前記近赤外線の照射により加熱された前記熱硬化型樹脂
    を冷却、硬化するステップと、を備えたことを特徴とす
    る接合方法。
  7. 【請求項７】 前記近赤外線を前記ガラス基板に照射
    し、 照射された前記近赤外線の一部を吸収して前記ガラス基
    板が自己発熱し、 前記近赤外線の他の一部は前記ガラス基板を透過して前
    記熱硬化型樹脂に照射されることを特徴とする請求項６
    に記載の接合方法。
  8. 【請求項８】 第１の部材と第２の部材との間に熱硬化
    型樹脂を配設するステップと、 前記熱硬化型樹脂を硬化させるために加熱するステップ
    と、 加熱された前記熱硬化型樹脂を冷却するステップと、を
    備え、 前記冷却するステップにおいて、前記第１の部材および
    前記第２の部材の温度差を抑制する温度差抑制処理を行
    なうことを特徴とする接合方法。
  9. 【請求項９】 前記冷却するステップにおいて、 前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の
    冷却を抑制することにより、前記温度差抑制処理を行な
    うことを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
  10. 【請求項１０】 前記冷却するステップにおいて、 前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の
    冷却を促進することにより、前記温度差抑制処理を行な
    うことを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
  11. 【請求項１１】 前記冷却するステップにおいて、 前記第１の部材および／または前記第２の部材に関する
    温度を検出し、検出された前記第１の部材および／また
    は前記第２の部材の温度に基づいて前記温度差抑制処理
    を行なうことを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
  12. 【請求項１２】 前記冷却するステップにおいて、 前記第１の部材および前記第２の部材のうちで熱容量の
    大きな部材の冷却を促進し、 前記第１の部材および前記第２の部材のうちで熱容量の
    小さな部材の冷却を抑制することを特徴とする請求項８
    に記載の接合方法。
  13. 【請求項１３】 前記冷却するステップにおける前記温
    度差抑制処理は、 前記加熱するステップにより加熱された温度から前記熱
    硬化型樹脂のガラス転移温度までの温度範囲において、
    前記第１の部材と前記第２の部材との収縮量を均等にす
    るものであることを特徴とする請求項８に記載の接合方
    法。
  14. 【請求項１４】 熱硬化型樹脂からなる接着剤を加熱、
    硬化して被接合体としての第１の部材と第２の部材との
    接合を行なう接合装置であって、 前記接着剤を加熱するための近赤外線を発生する光源
    と、 前記光源から発生した近赤外線の透過領域を有しかつ前
    記被接合体を支持する支持台と、 前記第１の部材および／または第２の部材を加熱するた
    めの加熱器と、 前記第１の部材および／または第２の部材を冷却するた
    めの冷却機構と、を備えたことを特徴とする接合装置。
  15. 【請求項１５】 前記支持台の前記透過領域を透過した
    近赤外線が前記接着剤に照射され、その照射で発生した
    輻射熱により前記接着剤が加熱されることを特徴とする
    請求項１４に記載の接合装置。
  16. 【請求項１６】 前記接合装置は、第１の部材と前記近
    赤外線を透過する材料から構成される第２の部材との間
    に前記接着剤を配設した状態で前記熱硬化型樹脂に前記
    近赤外線を照射するものであり、 前記第２の部材を前記支持台に面して載置し、前記支持
    台の前記透過領域を透過した近赤外線が前記第２の部材
    をさらに透過して前記熱硬化型樹脂に照射され、その照
    射により発生する輻射熱により前記熱硬化型樹脂が加熱
    されることを特徴とする請求項１４に記載の接合装置。
  17. 【請求項１７】 シリコンチップとガラス基板とを熱硬
    化型樹脂により接合する接合方法において、 シリコンチップとガラス基板との間に熱硬化型樹脂を配
    設するステップと、 前記シリコンチップを所定温度に加熱するステップと、 前記ガラス基板に近赤外線を照射して、前記ガラス基板
    および前記ガラス基板を透過した近赤外線によって前記
    熱硬化型樹脂を加熱するステップと、 加熱された前記シリコンチップ、前記熱硬化型樹脂およ
    び前記ガラス基板とを、所定の温度域における前記シリ
    コンチップと前記ガラス基板との温度差を抑制するよう
    に冷却するステップと、 を備えることを特徴とする接合方法。
  18. 【請求項１８】 前記所定の温度域は、前記熱硬化型樹
    脂の硬化反応が終了する温度近傍であることを特徴とす
    る請求項１７に記載の接合方法。
  19. 【請求項１９】 前記冷却するステップにおいて、 前記シリコンチップの冷却を抑制するとともに前記ガラ
    ス基板の冷却を促進することにより、前記シリコンチッ
    プと前記ガラス基板との温度差を抑制することを特徴と
    する請求項１７に記載の接合方法。
  20. 【請求項２０】 前記熱硬化型樹脂の硬化反応が終了す
    る温度近傍において、前記シリコンチップと前記ガラス
    基板との温度差を実質的に０とすることを特徴とする請
    求項１７に記載の接合方法。
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